Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

46 3 Experimentelles
Neben der Massenbelegung wird im Folgenden oft die anschaulichere Größe der Schichtdicke
verwendet, die analog zu obigem Verfahren unter Verwendung der Dichte rückgerechnet
wird. Hier geht jedoch die aktuelle Dichte der Schicht ein, die von der Stöchiometrie und der
möglichen Porosität und Inhomogenität abhängt. Im Falle des BST kann die Abhängigkeit
vom Ba- und Sr- Gehalt aufgrund der Mischbarkeit der Oxide leicht berücksichtigt werden
(Dichte von BaTiO3 ist ρ = 6,010g/cm³ und von SrTiO3 ist ρ = 5,117g/cm³). Die anderen Parameter
müssen als mögliche Fehlerquellen berücksichtigt werden. [15]. Zudem ist, speziell
bei dünnen Schichten auf Silizium die Möglichkeit zu beachten, dass Atome ins Substrat diffundieren.
3.2.2 Photoelektronenspektroskopie (XPS)
Beim XPS wird wie auch schon beim XRF die Photoemission benutzt, siehe Abbildung 3.11.
Die Anregung erfolgt mit weichen Röntgenstrahlen (Al-Kα, Mg-Kα in Laborgeräten) und die
Energie der emittierten Photoelektronen wird von einem Spektrometer analysiert. Die kinetische
Energie EK der gemessenen Elektronen ist zum einen von der Photonenenergie hν der
Röntgenstrahlung abhängig und zum anderen von der Bindungsenergie der Elektronen EB.
Dieser Parameter ist es, mit dem die Elemente charakterisiert werden können. In Gleichung
3.4 berücksichtigt W den Einfluss des Spektrometers auf die kinetische Energie der Elektronen.
EB K
= hν
− E −W
3.4
Abbildung 3.13 zeigt den schematischen Aufbau des Elektronenspektrometers. Dieser besteht
aus einem Paar konzentrischer Elektroden zwischen denen ein Spalt ist, sodass Elektronen
sich hindurch bewegen können. Zwischen diesen beiden Elektroden wird eine Potentialdifferenz
∆V angelegt, wobei die äußere Hemisphäre negativer, als die innere ist. Dieser Aufbau
wirkt dann wie ein Energiefilter auf tangential hindurchfliegende Elektronen.
Abbildung 3.13: Der hemisphärische
Analysator. Über die Potentialdifferenz
an den konzentrischen
Elektroden und über
den Kanal des Detektors kann die
kinetische Energie der Photoelektronen
bestimmt werden, die
das Linsensystem passiert haben.